一种用于薄壁铝合金零件的内涨式夹具的制作方法

1.本实用新型属于机械夹具技术领域，具体涉及一种结构简单、夹持力均匀、夹持可靠且不易变形、适应性强的用于薄壁铝合金零件的内涨式夹具。


背景技术：

2.随着技术进步和生活节奏的加快，为了适应市场的快速迭代需求与竞争，现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代。研究表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。因此，如何提高中、小批多品种工件生产的质量和效率成为企业竞争能力的关键。
3.夹具是工艺装备的重要组成部分，很大程度上会影响机械产品的质量、生产效率和生产成本。俗话说“工欲善其事，必先利其器”，合适的夹具是保障中、小批多品种工件生产工艺装备的重要一环。然而，现有企业都仍习惯于大量采用传统针对大批量生产而设计的专用夹具，如广泛使用的气动弹簧内涨式夹头，虽然夹装效率较高，但需要在机床主轴中增加穿过拉杆以及气缸，不仅结构复杂、生产准备周期长，而且很多时候还需要特殊化的定制机床或要对普通机床进行改装，不仅夹具和机床的成本较高，且夹具更换不方便，不能较好的适应目前的中、小批多品种工件生产。此外，现有的气动弹簧内涨式夹头扩张时，其前后端具有一定的斜度，对于薄壁、低刚性工件会在扩张后其内径的上端与下端之间形成一定误差而造成同心度较差。
4.薄壁铝合金零件由于同时具有薄壁、柔软的特点，导致刚性差、强度弱，因而对各种影响加工因素十分敏感，使得在加工中受到切削力、夹紧力、切削热和残余应力的影响极易产生变形。为此，如何配合加工工艺来设计合适的夹具显得尤为重要。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种结构简单、拆装便捷、稳定可靠、灵活性好的用于薄壁铝合金零件的内涨式夹具。
6.本实用新型的目的是这样实现的：包括定位盘、第一支撑盘、第二支撑盘、芯轴、锥形盘、隔离套，所述定位盘一端设置有与加工机床卡爪连接的连接部，所述芯轴一端与远离连接部的定位盘同轴固定连接，所述第一支撑盘与芯轴或远离连接部的定位盘同轴连接，所述芯轴远离定位盘的一端设置有螺纹段，所述锥形盘为外圆锥盘且中心垂直设置有通孔并滑动套设在近螺纹段的芯轴上，所述第二支撑盘为内圆锥盘并抵接在锥形盘的外圆锥面上，所述隔离套套设在第一支撑盘与第二支撑盘端面间的芯轴上，所述螺纹段上配合设置有可抵紧锥形盘端面的紧固螺母。
7.本实用新型的有益效果：
8.1、本实用新型通过芯轴上的紧固螺母，来推动锥形盘沿芯轴滑动使第二支撑盘夹紧或松开工件，不仅可适应一定内径尺寸范围内的零件，从而可扩大夹具的适应范围；而且通过调整紧固螺母来实现夹紧或松开，相比需要增加气缸或手动拉杆的传统结构，整体结
构较为简单且生产准备周期较短，也不需要专用机床和改装机床，更能适应中、小批多品种工件的生产。
9.2、本实用新型采用弹性塑料的第二支撑盘，可通过整体扩张来实现夹持，相比传统弹簧夹头的多瓣式结构，可显著增大夹具与工件内圆的接触面积，使得夹持力较为均匀，从而能够有效减小乃至避免夹持力对工件形变的影响；此外，弹性塑料材质的第二支撑盘具有一定的自润滑形和比铝合金低的硬度，既便于工件与夹具的装卸，又可避免装夹时划伤铝合金零件。
10.3、本实用新型通过增加第二支撑盘，与第一支撑盘在夹持时共同对工件的内圆形成两端支撑，夹持更加可靠，不仅可有效增加工件加工时的刚度，从而减小乃至避免切削力、切削热和残余应力对工件的不利影响；而且也能减小第二支撑盘扩张时由于前后端斜度，对工件内圆两端之间形成误差而导致同心度较差的问题。
11.本实用新型经过不断试验、调整直至定型的过程，达到了现有的实际批量生产应用效果，整体具有结构简单、夹持力均匀、夹持可靠且不易变形、适应性强的特点。
附图说明
12.图1为为本实用新型结构示意图之一（凹槽ⅰ 无压块）；
13.图2为本实用新型结构示意图之二（凹槽ⅰ 压块）；
14.图3为本实用新型结构示意图之三（图3 锥台 凹槽ⅱ 压块）；
15.图4为本实用新型结构示意图之四（图4 第三支撑盘）；
16.图5为图4之右视图（不含预加工工件）；
17.图中：1
‑
定位盘，1
‑1‑
连接部，1
‑2‑
锥台，2
‑
第一支撑盘，2
‑1‑
凹槽ⅱ，3
‑
第二支撑盘，3
‑1‑
凹槽ⅰ，4
‑
芯轴，4
‑1‑
螺纹段，5
‑
锥形盘，6
‑
隔离套，7
‑
紧固螺母，8
‑
压块，9
‑
螺钉，10
‑
第三支撑盘，10
‑1‑
凹槽ⅲ，11
‑
锥套，12
‑
预加工工件。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
19.如图1至5所示，本实用新型包括定位盘1、第一支撑盘2、第二支撑盘3、芯轴4、锥形盘5、隔离套6，所述定位盘1一端设置有与加工机床卡爪连接的连接部1
‑
1，所述芯轴4一端与远离连接部1
‑
1的定位盘1同轴固定连接，所述第一支撑盘2与芯轴4或远离连接部1
‑
1的定位盘1同轴连接，所述芯轴4远离定位盘1的一端设置有螺纹段4
‑
1，所述锥形盘5为外圆锥盘且中心垂直设置有通孔并滑动套设在近螺纹段4
‑
1的芯轴4上，所述第二支撑盘3为弹性塑料的内圆锥盘并抵接在锥形盘5的外圆锥面上，所述隔离套6套设在第一支撑盘2与第二支撑盘3端面间的芯轴4上，所述螺纹段4
‑
1上配合设置有可抵紧锥形盘5端面的紧固螺母7。
20.所述第二支撑盘3的外周为直圆柱或锥形柱，所述第二支撑盘3的外周近螺纹段4
‑
1一侧周向间隔开设有多条向芯轴4延伸的凹槽ⅰ3
‑
1。
21.如图2所示，所述第二支撑盘3的外周在凹槽ⅰ3
‑
1之间开设有多条沿轴向的限位槽ⅰ，所述限位槽ⅰ内固定设置有刚性塑料的压块8，所述压块8的顶部为与薄壁铝合金零件内
孔相对应的弧形面且高于第二支撑盘3的外周。
22.所述第二支撑盘3在限位槽ⅰ的底部设置有螺孔或镶嵌有带螺孔的固定块，所述压块8通过穿过螺孔的螺钉9的固定在限位槽ⅰ内。
23.如图3所示，所述定位盘1在芯轴4一侧同轴设置有锥台1
‑
2，所述第一支撑盘2为弹性塑料的内圆锥盘并抵接在锥台1
‑
2，所述定位盘1与支撑盘2的端面间设置有间隙。
24.所述第一支撑盘2的外周为直圆柱或锥形柱，所述第一支撑盘2的外周近锥台1
‑
2一侧周向间隔开设有多条向芯轴4延伸的凹槽ⅱ2
‑
1。
25.所述第一支撑盘2的外周间隔开设有多条沿轴向的限位槽ⅱ，所述限位槽ⅱ内固定设置有刚性塑料的压块8，所述压块8的顶部为与薄壁铝合金零件内孔相对应的弧形面且高于第一支撑盘2的外周。
26.如图4和图5所示，所述第一支撑盘2与第二支撑盘3的芯轴4还设置有至少一个第三支撑盘10，所述第三支撑盘10的外周间隔开设有多条沿轴向的限位槽ⅲ，所述限位槽ⅲ内固定设置有刚性塑料的压块8，所述压块8的顶部为与薄壁铝合金零件内孔相对应的弧形面且高于第三支撑盘10的外周。
27.所述第三支撑盘10为弹性塑料的内圆锥盘，所述第三支撑盘10的内圆锥面上设置有与之抵接并滑动套设在芯轴4的锥套11，所述隔离套6的两端分别与第一支撑盘2与第三支撑盘10、锥套11与第二支撑盘3端面抵接。
28.所述第三支撑盘10的外周为直圆柱或锥形柱，所述第三支撑盘10的外周近锥套11一侧周向间隔开设有多条向芯轴4延伸的凹槽ⅲ10
‑
1。
29.锥面的角度为30~60
°
。
30.所述第一支撑盘2、第二支撑盘3和/或第三支撑盘10为pu（polyurethane，聚氨酯）、nbr（nitrile
ꢁ
butadiene
ꢁ
rubber，丁晴橡胶）或pe（聚乙烯塑料）的弹性塑料盘。
31.所述压块8为pps（聚苯硫醚）、pa66gf（玻璃纤维增强尼龙）、peek（聚醚醚酮）、pai（酰亚胺）、pei（聚醚酰亚胺）的塑料块。
32.本实用新型工作过程如下：
33.如图4和图5所示，工作时，将定位盘1的连接部1
‑
1在机床卡爪上夹紧，旋转紧固螺母7使锥形盘5松开第一支撑盘2，第一支撑盘2、第二支撑盘3及第三支撑盘10在自身弹性塑料材质的收缩作用下向心部回缩；然后将预加工工件12自第二支撑盘3套入到第三支撑盘10和第一支撑盘2上，旋紧紧固螺母7使锥形盘5抵紧第一支撑盘2，同时在隔离套6的推动下，第一支撑盘2的内锥面与定位盘1的锥台1
‑
2贴合，第三支撑盘10的内锥面与锥套11的外锥面贴合，第一支撑盘2、第二支撑盘3及第三支撑盘10在锥形面向外涨力的作用下向外扩张，使得其上的压块8抵紧预加工工件12的内圆面以形成支撑，完成夹紧定位过程。加工完成后，按前述装夹过程反之即可完成拆卸。
34.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。